空气平行板电容器插入电介质后电场强度的计算

王 罡

(辽宁省新宾县高级中学 113200))

已知：空气平行板电容器极板面积为S,两极板间距离为d；若保持电容器与电源相连，则电容器两端电压恒定为U，若电容器充电后断开电源，则电容器极板带电量恒定为Q.

一、空气平行板电容器未插入电介质时，如图1所示

1.若保持电容器与电源相连

2.若电容器充电后断开电源

图1 图2

二、空气平行板电容器填满相对介电常数为ε电介质时，如图2所示

1.若保持电容器与电源相连

2.若电容器充电后断开电源

三、在空气平行板电容器底部插入厚度为

1.若保持电容器与电源相连

2.若电容器充电后断开电源

图3 图4

四、在空气平行板电容器右侧填入厚度为d，只占S/2面积，相对介电常数为ke电介质时，如图4所示

1.若保持电容器与电源相连

2.若电容器充电后断开电源

图5

五、在空气平行板电容器右侧填入厚度为d/2，只占S/2面积，相对介电常数为ε电介质时，如图5所示

此时可等效为插入电介质电容器C1与其上部未插入电介质电容器C2串联，而后这两部分与左侧未插入电介质电容器C1并联.

由串并联关系可知：U=U1+U23，Q23=Q2=Q3.

2.若电容器充电后断开电源

参考文献：

[1]范小辉. 物理竞赛教程高二年级[M]. 上海：华东师范大学出版社，2015.